井下供電系統(tǒng)漏電保護方案分析

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1、井下供電系統(tǒng)漏電保護方案分析井下供電系統(tǒng)漏電保護方案分析前言漏電保護是煤礦井下三大基本電氣保護之一，其目的主要是通過切斷電源的操作來防止人身觸電傷亡、避免漏電電流引爆瓦斯煤塵，確保礦井生產(chǎn)和人身安全。因此，煤礦井下采用完善的漏電保護方案是確保煤礦供電系統(tǒng)安全工作的重要措施。1、漏電保護的基本要求作為繼電保護范疇的漏電保護，也應(yīng)象其它繼電保護裝置一樣，應(yīng)當(dāng)滿足安全性、可靠性、選擇性和可靠性要求。所謂安全性，是指漏電保護從最嚴(yán)重的人身觸電事故發(fā)生到電源被切除的時間乘以流過人體的電流應(yīng)小于30MA.S；對于單相接地以及其它漏電故障，應(yīng)保證在切斷電源或發(fā)生間歇性漏電時，接地

2、點的漏電火花能量小于0.28MJ。所謂可靠性，是指漏電保護裝置，自身具有一定的可靠性，對于保護單元內(nèi)發(fā)生漏電故障時，不能拒動；而當(dāng)保護單元外發(fā)生任何故障時，不能誤動。所謂靈敏性，是指漏電保護裝置對臨界漏電故障具有較強的反應(yīng)能力。所謂選擇性，是指漏電保護裝置只切除供電單元中漏電部分的電源，而保留非漏電部分的電源。無論是放射式供電還是干線式供電，都能將故障時的停電范圍盡可能減小。2、目前漏電保護裝置原理分析分析漏電保護原理是完善漏電保護裝置的基本前提。我礦自建礦生產(chǎn)以來，隨著科學(xué)技術(shù)進步，我礦現(xiàn)場先后使用過各種各樣的漏電保護裝置，全面地對這些漏電保護裝置進行綜合分析，無

3、外乎有以下幾種類型：2.1附加電源直流檢測式漏電保護2.2無附加電源直流檢測式漏電保護2.3零序電壓式漏電保護2.4零序電流式漏電保護2.5零序功率方向式漏電保護2.6旁路接地式漏電保護2.1.1附加電源直流檢測式漏電保護分析附加電源直流檢測式漏電保護（圖1）中，三相電抗器、零序電抗器、KΩ表和KD繼電器電阻為定值，電網(wǎng)對地絕緣電阻值r為可變值。當(dāng)直流電壓V一定時，直流繼電器KD中電流值將隨r值而變。當(dāng)r下降到一定程度時，直流繼電器KD動作，其常開接點接通自動饋電開關(guān)的分勵脫扣線圈，或常閉接點斷開無壓釋放線圈，自動饋電開關(guān)跳閘，實現(xiàn)漏電保護。優(yōu)點：附加電源直流檢測式

4、漏電保護具有保護全面、動作無死區(qū)，保護不受故障類型（對稱或不對稱）、發(fā)生地點以及電網(wǎng)狀態(tài)的影響，對整個供電單元具有電容電流補償效果等優(yōu)點，但其也具有保護無選擇性、電容電流補償具有靜態(tài)性以及保護裝置動作時間長等缺點。2.2.1無附加電源直流檢測式漏電保護分析無附加電源直流檢測式漏電保護（圖2）中，利用三個整流管構(gòu)成漏電保護裝置，三個整流管分別接到電網(wǎng)三相，另一端星接經(jīng)電阻接地。由于電網(wǎng)中性點不接地，經(jīng)三個整流管的直流電流，必須流經(jīng)電阻R、大地和電網(wǎng)對地絕緣電阻r才能返回電源，因此電流的大小就直接反應(yīng)了電網(wǎng)對地的絕緣狀況，檢測直流電流的大小，就可形成漏電保護。優(yōu)缺點：實

5、質(zhì)上，無附加電源直流檢測式漏電保護同附加電源直流檢測式漏電保護基本原理一致，此種漏電保護結(jié)構(gòu)簡單，具有較高直流電壓，能夠真實地反應(yīng)電網(wǎng)的絕緣水平，但也有保護無選擇性、漏電保護值受電源電壓波動影響較大等缺點。2.3.1零序電壓式漏電保護分析零序電壓式漏電保護（圖3）中，當(dāng)電網(wǎng)非對稱性漏電時，三相對地電壓不平衡，事必出現(xiàn)零序電壓。零序電壓通過電壓互感器二次側(cè)開口三角形取出（當(dāng)然也可由變壓器與地之間取出），利用零序電壓的大小，來反應(yīng)電網(wǎng)對地的絕緣程度。當(dāng)零序電壓大到一定程度時，執(zhí)行回路動作，使饋電開關(guān)跳閘，實現(xiàn)漏電保護。優(yōu)缺點：零序電壓式漏電保護能夠檢測電網(wǎng)漏電時的零序電

6、壓，不失為一種較好的漏電保護手段，但其具有保護無選擇性、不能保護對稱性漏電故障、動作電阻值不固定、只能用在變壓器中性點非直接接地的電網(wǎng)中等缺點。2.4.1零序電流式漏電保護分析零序電流式漏電保護（圖4）中，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生非對稱性漏電時，電網(wǎng)在產(chǎn)生零序電壓的同時，回路中也出現(xiàn)零序電流，利用零序電流互感器，取值加以利用，驅(qū)動繼電器，實現(xiàn)漏電保護。優(yōu)缺點：零序電流式漏電保護可以實現(xiàn)放射式電網(wǎng)中橫向選擇性漏電保護，還可以應(yīng)用于中性點接地及不接地系統(tǒng)中。但也具有動作電阻值不固定、不能保護對稱性漏電以及不能補償電容電流等缺點。2.5.1零序功率方向式漏電保護分析零序功率方向式漏電保

7、護（圖5）中，當(dāng)電網(wǎng)非對稱性漏電時，由取樣電路分別從電網(wǎng)中取出零序電壓和各支路的零序電流信號，經(jīng)放大整形后，由相位比較電路來判斷故障支路，最后啟動執(zhí)行電路，切斷故障支路的電源，實現(xiàn)有選擇性的漏電保護。優(yōu)缺點：零序功率方向漏電保護具有很強的橫向選擇性，但也具有動作電阻阻值不固定、不能保護對稱性漏電以及不能補償電容電流等缺點。2.6.1旁路接地式漏電保護分析旁路接地式漏電保護（圖6）中，當(dāng)發(fā)生單相觸電或人身觸及電網(wǎng)的一相時，由檢測選相器確認(rèn)故障并輸出動作指令，然后由執(zhí)行電路強使故障相旁路接地，利用專設(shè)的接地極電阻分流，降低漏電點電流。優(yōu)缺點：旁路接地式漏電保護安全性